第一篇：高中化學專題1人類對原子結構的認識1.3人類對原子結構的認識教案蘇教版

人類對原子結構的認識 第三單元 學情分析：在初中《科學》中，學生已經初步了解原子結構模型的演變歷史，知道原子是由原子核和核外電子構成的，知道原子核是由質子和中子構成的，初步了解質子、中子、電子的質量、電性關系；已初步了解元素和同位素的概念及同位素的應用。核外電子的排布規律和原子結構示意圖的書寫在《科學》教材中未涉及，但在初高中銜接教育中已作初步講解，學生基本可以寫 號元素的原子結構示意圖。1~18出 教材分析：本單元的編排在化學學習中起到承前啟后的作用。在前兩個單元中，學生已經認識到了化學世界物質的精彩紛呈，了解到了研究物質的實驗方法的多樣性。在有這些知識的基礎上，通過本單元的學習，將學生從宏觀的物質世界帶入化學的微觀世界。在本單元中主要介紹原子結》中系統學習原子核外電子排布和元素周期2構模型的演變和原子的構成等內容，再在《化學

表的知識。三維目標：

知識與技能：

了解原子結構模型演變的歷史。．1了解鈉、鎂、氧等常見元素原子的核外電子排布情況，知道它們在化學反應中通過電 ．2電子穩定結構的事實。通過氧化鎂的形成了解鎂跟氧氣發生化8子得失使最外層達到

學反應的本質。絕大多數原子的原子核是由質子和中子構成的。了解原子是由原子核和核外電子構成，．3

能根據原子組成符號判斷原子的構成。知道核素、同位素等概念。

過程與方法：通過了解原子結構模型演變的歷史，讓學生體驗科學家探索原子結構的艱難過程，認 1.識實驗、假說、模型等科學方法對化學研究的作用。．通過學生自主討論原子中質子、中子、電子及質量數之間的關系，培養學生分析處理數2

據的能力。．通過氧化鎂形成過程的分析，以及化合物的化學式的書寫，讓學生學會推理、歸納的方3 法。情感、態度和價值觀：從科學家探索物質構成奧秘的史實中體會科學探究的過程和方法，并培養學生對科學探 索的熱愛。通過氧化鎂形成過程的分析，讓學生從宏觀走向微觀，領悟化學反應的本質。教學重點：

．構成原子的微粒之間的量的關系。1 ．化學反應中原子核外電子排布的變化，化合價與得失電子數、最外層電子數的關系。2 教學難點： 化學反應中最外層電子的變化，以及化合價與得失電子數、最外層電子數的關系。課時安排： 課時 1 教學過程：【引入】同學們，你們知道在世界史上最早提出“原子”這一名詞的人是誰嗎？（學生中會有人說道爾頓、德謨克利特……）對，在公元前世紀，古希臘哲學家德謨克利特就提出了哲學5概念上的“原子”這一名詞，他認為物質是由不可分割的微粒即原子構成的。在希臘語中，原 子就是“不可分割的”意思。那么，現代意義上的原子又是什么呢？

“中國”圖片。【投影】掃描隧道顯微鏡下的硅晶體、以及在掃描隧道顯微鏡下用原子書寫的【講述】這是我們借助先進的掃描隧道顯微鏡觀察到得原子的表面，那原子的內部結構又如何能觀察到原子的內部結構，個足球場的超級顯微鏡，5占地億英鎊、3.8英國耗資呢？據報道，此項研究正在進行之中。當然科學家經其他實驗研究已證實，原子是由更小的微粒構成的。顯2500然，從年來，2500年前的古希臘到今天，“原子”的意義已經發生了明顯地變化。那么，科學家是怎樣探索原子的結構的呢？原子結構模型的演變經歷了哪幾個階段？又有哪些科學家頁的交流與討論，并找到重要的科學27~28對此作出了卓越貢獻呢？請同學們快速閱讀課本第家及他們的主要觀點。【學生】學生閱讀。

【板書】原子結構的認識過程【講述】好，閱讀完了，大家對人類探索原子結構的過程應該有了一個初步的了解。接下去，就讓我們一起沿著科學家探索原子結構的足跡來認識原子。那對此作出重要貢獻的科學家有哪

幾位呢？年，提出了具體的原1803在【講述】在近代化學史上，最早提出原子結構模型的人是道爾頓，子模型，建立了近代原子學說。那道爾頓的主要觀點是什么呢？

（集體回答）物質是由原子構成的，原子是不可分割的實心球體。【學生】年，湯姆生在實驗中發現了電子，并且發現電子是帶負電荷的，且質量1897【講述】可是，在非常的小。由于原子呈電中性，所以湯姆生認為原子中的正電荷是均勻地分布在整個原子中，年提出了被稱為“葡萄干面包1904于是于正負電荷總數相等。而帶負電荷的電子則鑲嵌其中，式”的原子結構模型。粒子散射實驗時發α年英國物理學家盧瑟福在做1911【講述】科學探索的腳步并沒有停止，生意想不到的現象。粒子散射實驗圖片α【投影】 【提問】從這一實驗現象中，你能得出什么結論？、原子的大部分體積是空的。1【學生】、中間有一個幾乎集中了所有原子的質量且體積很小的粒子——原子核。2 原子核： 【板書】盧瑟福：原子 核外電子 【投影】盧瑟福的主要觀點：、原子的大部分體積是空的。1、中間有一個幾乎集中了所有原子的質量且體積很小的粒子——原子核。23、電子隨意地圍繞著一個帶正電荷的很小的原子核運轉。1919【過渡】后來，盧瑟福和他的學生經過進一步的實驗研究證實，絕大多數的原子核是由（年）中子構成的，并且發現質子帶一個單位的正電荷，而中子不顯電性。1932年）質子和（質子

原子核 【板書】 中子 【過渡】那么構成原子核的質子、中子以及與核外電子之間有何聯系呢？由于原子呈電中性，粒子散射實驗和表中的數據，請思考：α質子數。結合盧瑟福的=由此可見原子中，電子數 【投影】

電子 中子 質子-31-27-27 /kg 質量 9.109×10 1.675×10 1.673×10

1/1836 1.008 1.007 相對質量 信息提示：

質量數：將原子核內所有的質子和中子的相對質量取整數，加起來所得到的數值。

相比較所得的數值。1/12原子質量的C-12相對質量：質子、中子的質量與 【投影】⑴原子的質量與質子、中子的質量關系

⑵原子的相對原子質量與質子、中子的相對質量的關系

⑶原子中質子數、中子數、電子數和質量數之間的關系

【學生】學生代表回答結論。所有中子的質量+原子的質量≈所有質子的質量 所有中子的相對質量+原子的相對原子質量≈所有質子的相對質量

中子數+質子數=質量數

電子數=質子數

電子數=、原子中：質子數1【板書】A質量數（）N中子數（+）Z質子數（=）

≈原子的相對原子質量 【追問】那在離子中，這些等式關系還成立嗎？ 電子數±電荷數=【板書】離子中：質子數【過渡】不同原子中，質子數、中子數、電子數是不同的，那能否用一個符號準確地表示出一 個原子的具體組成呢？AX表示原子的質Z表示元素符號，X其中,來表示【講述】在這里我們可以用原子的組成符號Z 表示原子的質量數。A子數，AX

【板書】Z可以表示為：C-12【講述】如 12C 【副板書】6 個電子。6核外有個中子，6個質子和6原子核內有C我們可以看出該從這個式子中，【講述】2【講述】接下去，同學們一起來看一下 組原子組成符號，請仔細分析它們有什么特點。321121413HHHCCC ⑵ 【投影】⑴111666 互為同位素。所以應該是同一種元素的不同原子，【學生】它們的質子數相同，但質量數不同，【講述】分析得很好。【投影】元素：具有相同質子數的同一類原子總稱； 核素：具有一定質子數和一定中子數的一種原子。質子數相同，質量數（或中子數）不同的核素互稱為同位素。121413CCC它們的、、比如 【提問】同位素原子的組成不同，那它們的物理性質是否相同？66614C 的……性質一樣嗎？在考古斷代中就利用了6【講述】很好。利用某些同位素的放射性，我們已經將同位素廣泛地應用于醫學、工業、農業、能源和科學研究等各個領域，甚至是國防事業。說到國防，我們自然會想到核武器，大家知道 現在全球局勢最緊張的兩個地區是——伊朗和朝鮮，都與“核”有關。其焦點是朝鮮核電站采用輕水反應堆還是重水反應堆。“朝核危機”已引起全球矚目，【投影】239Pu，這種可由鈾)-239(重水反應堆核電站在發電的同時還可以生產出可供研制核武器的钚94

239239239PuUU）C 的說法中正確的是（與衰變而得，下列有關β，經過多次)-239(949292

Ｂ．二者是同一種核素

．二者互為同位素AＤ．二者具有相同的中子數 Ｃ．二者具有相同的質量數 【過渡】從盧瑟福的核式模型，我們充分認識了原子核的結構，由原子核我們認識了核素、同 電子隨意地繞核作高速運轉嗎？那么核外電子又是如何運動的呢？真的像盧瑟福所說的：位素，【講述】不是的。盧瑟福的學生玻爾和奧地利物理學家薛定諤在進一步的實驗和理論研究基礎電子在核外年提出了電子云模型。他們都認為，1926在年提出了軌道模型，913上，又分別在是按一定的規律排布的。【講述】通常我們用原子結構示意圖形象地表示原子的核外電子排布，比如： 種原子的結構示意圖。6【講述】請同學們寫出下列 Ne O Na Ar Mg S Ne He Ar 【投影】 H Mg O

N Na S

【提問】從原子結構示意圖中，你能發現核外電子的排布具有怎樣的規律？8個電子，第二層最多只能排2【學生】原子核外電子是分層排布的，其中第一層最多只能排 個電子。8個電子，最外層不超過、規律：電子是分層排布的。1【板書】【過渡】那原子的核外電子排布與元素的性質有何聯系呢？ 【投影】⑴稀有氣體性質穩定，很難與其他物質發生化學反應。電子的穩定結構，所以很難與其他物質8電子或2【學生】因為稀有氣體的最外層電子達到了 發生反應。電子的結構時，它就會變得8電子或2【講述】分析得很正確。也就是說當原子的最外層達到

非常穩定。從中你能得出什么結論？

【投影】⑵鎂原子能與氧原子結合形成氧化鎂。【講述】那請同學們觀察鎂原子和氧原子結合形成氧化鎂的過程中原子核外電子的變化情況，個事實，2解釋第 的原子核外電子排布有什么特點？O【提問】⑴Mg、在反應中表現出什么性質？O⑵Mg、⑶在化學反應中哪部分微粒發生了變化？說明元素的性質主要取決于什么？

你能想到哪些類似的原子？在結構上、性質上有何特點？O、Mg⑷從8個，所以不穩定，有形成8【學生】因為鎂原子和氧原子的最外層電子數均少于電子穩定結電子的8價的鎂離子，達到+2個電子，生成2構的趨勢。在化學反應中，鎂原子失去最外層的價的氧離子，2電子的穩定結構，生成—8個電子，達到2穩定結構，而氧原子最外層則得到 鎂離子和氧離子結合生成了穩定的化合物氧化鎂。【學生】在化學反應過程中，原子的最外層電子數發生變化，而原子核不發生變化。元素的化

學性質主要取決于最外層電子數。【學生】像鎂原子這樣的最外層電子數較少的，較易失電子，像氧原子這樣的最外層電子數較

多的，較易得電子，從而形成穩定的電子層結構。【板書】 最外層電子數 正價 易失電子4 ＜ 典型金屬典型非金屬 負價 易得電子4 ＞ 【過渡】鎂條在氮氣中也能燃燒，生成氮化鎂，你能寫出氮化鎂的化學式嗎？ 【學生】學生書寫。【講述】要正確書寫物質的化學式，就必須知道元素的化合價，那化合價又和什么有關呢？請

同學們填寫下列表格，并分析化合價與得失電子數、最外層電子數的關系。一些元素的原子得失電子的情況 【投影】 失去（或得到）電子的 原子最外層電子數目 化合價 元素 數目 Na 2 Mg 6 O-1 Cl 【學生】學生完成表格，并討論化合價與得失電子數、最外層電子數的關系。

最外層電子數；非金屬元素的原=失電子數=【學生】金屬元素的原子失電子顯正價，正化合價

—最外層電子數。=8得電子數=子得電子顯負價，負化合價 【投影】 最外層電子數 最外層電子數=失電子數=正價 易失電子 4 ＜典型金屬 —最外層電子數=8得電子數=負價 典型非金屬 易得電子4 ＞【過渡】由此可見，結構不同，性質不同，結構決定性質。剛才，我們沿著人類探索原子結構的足跡，深入的認識了原子內部的結構，知道原子由原子核和核外電子兩部分構成，絕大多數的原子核是由質子和中子構成的，那么人們對于原子結構的認識是否就到此為止了呢？質子、中子是否就是構成原子的最小微粒呢？ 【板書】發現夸克 【投影】夸克的發現史 【講述】隨著科技的發展，人類不僅在地球上探索微觀世界，更把目標投向了整個宇宙。【投影】美國等一些國家發射的航天器將我國研制的磁譜儀帶入太空，其目的是探索反物質。反物質的主要特征是電子帶正電荷，質子帶負電荷。請寫出反氫原子和反氧原子的原子結構示 意圖。【投影】科學家最近發現一種只由四個中子構成的粒子，這種粒子稱為“四中子”，也有人稱(C)之為“零號元素”。下列有關“四中子”粒子的說法中錯誤的是 該粒子不顯電性 A.4 該粒子的質量數為 B.在元素周期表中與氫元素占同一位置 C.該粒子質量比氫原子大D.【講述】隨著科學技術的發展，人類對于原子結構的認識還在不斷地深入，夸克會是構成物質的最小微粒嗎？誰也不知道物質世界的至小盡頭會在何處？這個謎底正等待著在座的各位同學 去揭開，也許你就是未來的諾貝爾獎獲得者。人類在微觀的世界里繼續探索前行……【結束語】這堂課，我們沿著科學家探索原子結構的過程，認識了原子的結構，同時人類探索自然科學的這種精神也給了我們很多的啟迪，同學們，你們能說說你們的收獲嗎？從中我們不難感受到科學探究是一個漫長的、艱辛的過程，科學發展總是在不斷糾錯中前進，科學發現是

永無止境的……相信你們能給人類帶來全新的明天！

【板書設計】 人類對原子結構的認識 第三單元 原子結構的認識過程： 質子 電子數=質子數 道爾頓）N中子數（+）Z質子數（=）A質量數（原子核 中子 ≈原子的相對原子質量 ↓ 湯姆生 ↓ 核外電子 盧瑟福 原子 元素的A

X層外最 ↓ 分層排布Z 化學性質電子數 玻爾 正價 易失電子 4 ＜ 典型金屬＞ 典型非金屬 負價 易得電子 4 ↓ 薛定諤 ↓ 發現夸克 ↓ ……

第二篇：高一化學教案 人類對原子結構的認識

高一化學教案 人類對原子結構的認識

一、學習目標

1.通過原子結構模型演變的學習，了解原子結構模型演變的歷史，了解科學家探索原子結構的艱難過程。認識實驗、假說、模型等科學方法對化學研究的作用。體驗科學實驗、科學思維對創造性工作的重要作用。

2.了解鈉、鎂、氯等常見元素原子的核外電子排布情況，知道它們在化學反應過程中通過得失電子使最外層達到8電子穩定結構的事實。通過氧化鎂的形成了解鎂與氧氣反應的本質。了解化合價與最外層電子的關系。

3.知道化學科學的主要研究對象，了解化學學科發展的趨勢。

二、重點、難點

重點：原子結構模型的發展演變

鎂和氧氣發生化學反應的本質

難點：鎂和氧氣發生化學的本質

三、設計思路

本課設計先讓學生描繪自己的原子結構模型，繼而追隨科學家的腳步，通過交流討論，逐步探討各種原子結構模型存在的問題，并提出改進意見，讓學生主動參與人類探索原子結構的基本歷程，同時也可體會科學探索過程的艱難曲折。通過鎂和氧氣形成氧化鎂的微觀本質的揭示，初步認識化學家眼中的微觀物質世界。

四、教學過程

[導入] 觀看視頻：掃描隧道顯微鏡下的一粒沙子。今天我們還將進入更加微觀的層次，了解人類對于原子結構的認識。你認為我們可以通過什么樣的方法去認識原子的內部結構呢?

直接法和間接法，直接法努力的方向是觀察技術的提高和觀察工具的改進，而間接法則依賴精巧的實驗和大膽的假設。事實上直到今天即使借助掃描隧道顯微鏡也無法觀察到原子的內部結構，所以在人們認識原子結構的過程中，實驗和假設以及模型起了很大的作用。

一、中國古代物質觀

[提出問題]我們通常接觸的物體，總是可以被分割的(折斷粉筆)。但是我們能不能無限地這樣分割下去呢?

[介紹]《中庸》提出：語小，天下莫能破焉。惠施的人也說道其小無內，謂之小一。墨家則提出：端，體之無序最前者也。

在英文里，如今被譯成原子的Atom一詞，源于希臘語，它的字面上的意思是indivisible不可分割。第一個把Atom介紹到我國的是嚴復翻譯的《穆勒名學》，他將其譯為莫破。

二、西方原子鼻祖

[介紹]德謨克利特認為就像用一塊塊磚頭砌墻一樣，物質是由不可分割的原子構成。

道爾頓在《化學哲學的新體系》一書中指出：化學的分解和化合所能做到的，充其量只是使原子彼此分離和再結合起來。正如我們不可在太陽系中放進一顆新的行星或消滅一顆現存的行星一樣，我們不可能創造出或消滅一個氫原子。這種觀點換作現在更有趣的說法，在化學反應中原子既不會產生，也不會被消滅，他們只是被分開，再重新組合，你鼻尖上的某個碳原子可能正是億萬年前恐龍尾巴上的呢。書中他系統地闡述了其原子學說。

道爾頓的原子學說是建立在大量實驗事實基礎上的，成功地解釋了化學定律。當然我們現在知道受當時的科學發展水平限制，這個理論仍有一些不完善的地方。

三、湯姆生模型

[介紹]到了19世紀末，由于電的發現，化學家們有條件去研究物質在通電條件下的性質了。他們發現將一些氣體裝在密封的玻璃管中，再抽氣使之比較稀薄，然后通上高壓電，會有一束射線從玻璃管的陰極通過氣體到達陽極，人們稱之為陰極射線。這種射線是什么呢?英國科學家湯姆生做了一系列實驗：他發現在電場或磁場的作用下該射線會發生偏轉(這就是現在我們家里電視機中的電子管的工作原理);他通過研究電場和磁場對該射線的作用，發現這種射線帶負電，并測出了其電荷與質量之比，這個比值很大;Thomson又使用了不同的電極材料、在玻璃管中充入不同的氣體，發現所得射線的電荷與質量之比都一樣。

[提出問題]這些電子是那兒來的呢?為什么不管什么電極材料、什么氣體所得到的射線都一樣呢?其電荷與質量之比很大又說明什么?

這樣湯姆生提出了葡萄干面包模型，面包代表均勻分布的正電荷，電子則像葡萄干一樣嵌于其中。

四、盧瑟福模型

[介紹]幾乎是在湯姆生實驗的同時，居里夫人以及英國科學家盧瑟福等人開始了對放射現象的研究。這其中對原子結構的認識貢獻最大的是盧瑟福的粒子散射實驗。粒子帶兩個單位正電荷，相對質量為4(現在我們知道它是氦原子核)。盧瑟福將一束粒子射向一張非常薄的金箔，又將涂有硫化鋅的屏幕放在其周圍，粒子撞在屏幕會產生熒光，通過觀察各個方向的熒光，盧瑟福發現大多數粒子穿過了金箔，方向幾乎沒有任何變化;但有一些粒子在穿過后方向發生了偏轉，還有大約0.1%的粒子甚至以不同角度被彈向金箔的前面。

[提出問題]如果按照湯姆生的葡萄干面包模型，會這樣嗎?那該如何解釋實驗現象呢?1.為什么會被彈回來?應該是由于同種電荷間的斥力。2.為什么只有0.1%?只有少數粒子靠近了正電荷，也就是說原子內的正電荷不可能均勻分布，它占據的空間必然很小，原子應該有一個帶正電的核。3.粒子被彈回來了，核卻沒有被彈出，可見金原子的原子核的質量一定很大。

盧瑟福的結論：原子內大部分是空的，所以大多數粒子得以穿過金箔。原子所有的正電荷和幾乎全部質量集中在一個很小的區域，即原子核。

盧瑟福的原子模型很像行星圍繞著太陽，因此當時年僅27歲的盧瑟福就和他的行星模型一起載入了化學史。

五、波爾模型

[介紹]根據經典的電磁場理論，電子繞核運動時會不斷產生電磁波，從而輻射出能量，離核越來越近，最終落在原子核上。行星模型不能穩定存在? 波爾研究了氫原子的光譜，看著這些不連續的譜線，也就是特定的能量，他受到啟發，意識到這是由電子的運動產生的，電子遠離或者靠近原子核時應該是跳躍式變化，也就是說，電子只能在一些特定的不連續的軌道上運動。舉個例子，你從樓梯上扔硬幣，它只能落在某個臺階上，而不會停留在兩個臺階之間。

波爾認為在能量最低的軌道，電子運動可以看成是在平地上的狀態，這時不會釋放能量。一旦電子獲得了特定的能量，它就獲得了動力，向上攀登一個或幾個臺階，到達一個新的軌道。當然，如果沒有了能量的補充，它又將從那個能量較高的軌道上掉落下來，回到較低的軌道上。同時釋放出相應能量，對應于其光譜線。而從第二個臺階下來，或者從第三個臺階下來放出的能量不同，也就對應著一根根不同的譜線。波爾將量子理論引入原子結構，掃清了原子穩定性的問題。

六、結構決定性質

[提出問題]研究原子結構是為了更好地理解元素的性質，解釋化學反應的原理。比如說，鈉能與氯氣劇烈反應，生成白色的氯化鈉顆粒。為什么鈉能在氯氣中燃燒?該如何解釋該反應的原理呢?我們首先從微觀的角度來看這個反應。這個反應是如何進行的呢?每個鈉原子一共有多少電子?為什么每個鈉原子失去一個電子?每個氯原子一共有多少電子?為什么每個氯原子得到一個電子?(核外電子分層排布)(8電子穩定結構)元素的化合價和什么有關?現在我們知道了化學反應中元素化合價的變化與電子轉移有關。大家有沒有注意原子得失電子后體積的變化?原子得電子變為陰離子后體積變大，原子失電子變成陽離子后體積變小。為什么參加反應的鈉原子和氯原子個數比是1∶1?

那么，如何解釋鎂和氧氣的反應呢?鎂與氯氣反應，生成的產物氯化鎂化學式應該是怎樣的?為什么是1∶2?

七、神秘的夸克

[介紹]其實，人類對于原子結構的認識仍在發展。后來，又有科學家提出電子等微觀粒子就像光一樣，既是一種粒子，又有波的性質，電子等微觀粒子具有波粒二象性，電子在核外運動像是一團帶負電的云霧。

而原子核內的質子和中子又分別由夸克構成。可夸克和電子就是基本粒子嗎?它們會不會也是由其它更基本的粒子組成呢?

為進一步探求原子的內部結構，現在的科學家們又在使用著什么樣的手段呢?由于我們仍然無法直接觀察，那就只能通過打靶、轟擊來改變對象的狀態，再分析改變后的結果，以了解其更微觀的結構。其實原理仍然類似于盧瑟福的粒子轟擊原子的實驗，只不過盧瑟福實驗用的粒子源是天然射線。而要想更深入地進行研究，就需要速度更快、能量更高和束流更強的粒子，更快、更高、更強。怎樣才能獲得這樣的粒子呢?我們的旅程到底有沒有盡頭呢?

第3單元 課時2

認識原子核

一、學習目標

1.了解原子由原子核和核外電子構成，認識原子組成的符號。

2.初步了解相對原子質量的概念，知道核素、質量數、同位素的概念。

3.培養學生觀察能力、分析綜合能力和抽象思維能力。

4.世界的物質性、物質的可分性的辨證唯物主義觀點的教育。

二、教學重、難點

原子核的組成;同位素等概念。

三、設計思路

本課時設計從原子相對比較形象、具體的質量出發，在學生了解原子的質量基礎上，回顧上節課所涉及到的盧瑟福的ɑ粒子散射實驗，讓學生推測原子核的電性，并與電子比較質量相對大小，使學生主動參與原子核的組成、性質以及核素、同位素等概念的探討

四、教學過程

[導入] 我們已知道原子很小但有質量，那么原子的質量到底有多大呢?不同的原子質量各不相同，可以用現代科學儀器精確地測量出來。

例如：一個碳原子的質量是：0.***00000000001993kg，即1.99310-26kg;一個氧原子的質量是2.65710-26kg;一個鐵原子的質量是9.28810-26kg。這樣小的數字，書寫、記憶和使用起來都很不方便，就像用噸做單位來表示一粒沙子的質量一樣。因此，在國際上，一般不直接用原子的實際質量，而采用不同原子的相對質量相對原子質量。

[板書]相對原子質量：某原子的質量與C12原子質量的1/12的比值。

[提出問題]你知道C12原子指的是什么原子嗎?

[講解]我們已經知道原子是構成物質的一種微粒。它是由原子核和核外電子構成的。那原子核中又有哪些結構和性質呢?今天就讓我們來認識原子核。

[提出問題]盧瑟福的ɑ粒子散射實驗說明原子具有怎樣的結構? [板書]

一、原子的組成：

中子

原子核

質子

1.原子

核外電子

[講解]絕大多數原子的原子核都是由質子和中子構成的。原子的體積已經很小了，原子核在它里面，當然更小。如果假設原子是一個龐大的體育場，那么，原子核則是位于場中央的一個小螞蟻。

[提出問題]在原子中，質子數、核電荷數、電子數有怎樣的關系?為什么? 原子在化學反應中失去或得到電子，它還顯電中性嗎?此時，它還是原子嗎?離子所帶的電荷數與離子中的質子數和核外電子數之間有什么關系?

忽略電子的質量，原子的相對原子質量在數值上與原子的質子數和中子數有什么關系?什么是質量數?怎樣簡潔的表達原子核的構成?其含義是什么?

[講解]原子核內所有質子和中子的相對質量取近似值加起來，所得數值便近似等于該原子的相對原子質量，我們把其稱為質量數，用符號A表示。X中Z表示質子數，X表示元素符號。如 C表示質量數為12，原子核內有6個質子的碳原子或原子核內有6個質子和6個中子的碳原子。前面我們提到的作為相對原子質量標準的C12指的就是這種原子。

[板書]

2.質量數(A)=質子數(Z)+中子數(N)

[過渡] O與O所表示的意義是否相同?

同一種元素的原子具有相同的質子數，但中子數不一定相同。如在自然界存在著三種不同的氫原子：氕、氘、氚

質子數 1 1 1

中子數 0 1 2

核素：具有一定質子數和一定中子數的一種原子。(原子核的組成不同)

同位素：質子數相同，質量數(或中子數)不同的核素之間的互稱。

(學生閱讀教材33頁拓展視野)[板書]

第二課時 認識原子核

一、原子的構成：

1.中子(不帶電)原子核

質子(帶正電)一個質子帶一個單位正電荷

原子

核外電子(帶負電)一個電子帶一個單位負電荷

在一個原子中：質子數=電子數=核電荷數

離子中 離子所帶的電荷=質子數核外電子數

2.質量數：用符號A表示。中子數規定用符號N表示，X表示某種元素符號

質量關系：質量數(A)=質子數(Z)+中子數(N)

二、1.元素：質子數相同的同一類原子的總稱。

2.核素：具有一定質子數和一定中子數的一種原子。

3.同位素：質子數相同，質量數(或中子數)不同的核素之間的互稱。

第三篇：《人類對原子結構的認識》教學設計

《人類對原子結構的認識》教學設計

（福建省德化縣第一中學）【教學目標】

知識與技能

1.了解常見元素原子的核外電子排布，知道它們在化學反應中通過電子得失使最外層達到8電子穩定結構的事實。通過氯化鈉的形成了解鈉跟氯氣發生化學反應的本質。

2.了解原子是由原子核和核外電子構成，絕大多數原子的原子核是由質子和中子構成的。能根據原子組成符號判斷原子的構成。

過程與方法

1.通過思考質子、中子、電子及質量數之間的關系，提高分析處理數據的能力。

2.通過氯化鈉形成過程的分析，了解鈉跟氯氣發生化學反應的本質。

情感、態度和價值觀

通過了解原子結構模型演變的歷史，認識實驗、假說、模型等科學方法對化學研究的作用。在對前人研究歷程的學習中逐步形成科學的研究方法和對前人研究成果正確的情感態度，樹立正確的價值觀。

教學重點構成原子的微粒及其數量關系的理解，核素、同位素概念的掌握。

教學難點活潑金屬與活潑非金屬反應的實質。構成原子的微粒及其數量關系的理解。

教具及教學方法多媒體、比較法、分析法、歸納法。

【教學過程】

【新課導入】

師自古以來，人們對物質的探索就從未停止過。同學們，你們知道在世界史上最早提出“原子”這一名詞的人是誰嗎？

生有人說道爾頓，有人說德謨克利特。

師古希臘哲學家德謨克利特就提出了哲學概念上的“原子”這一名詞，他認為物質是由不可分割的微粒即原子構成的。那么，現代意義上的原子又是什么呢？今天，我們就一起跟隨科學家的腳步來學習原子。

一、原子結構模型的演變

師科學家是怎樣探索原子的結構的呢？原子結構模型的演變經歷了哪幾個階段？又有哪些科學家對此做出了卓越貢獻呢？請同學們快速閱讀課本中的交流與討論，并找到重要的科學家及他們的主要觀點。

生閱讀。

師大家對人類探索原子結構的過程應該有了一個初步的了解。就讓我們一起沿著科學家探索原子結構的足跡來認識原子。對此做出重要貢獻的科學家有哪幾位呢？請一位同學來歸納原子結構模型的演變經歷的幾個階段，以及對應的科學家的主要觀點。

二、原子核外電子排布

師現在我們知道原子是由什么組成的呢？

生集體回答原子核和核外電子。

師首先我們來學習原子中的核外電子是怎么排布的。

【講述】讓學生打開元素周期表，并簡單介紹核外電子排布的一般規律，舉例K原子的核外電子是如何分層排布的，讓學生有一個大概的了解。

【講解】以氯原子的結構示意圖為例，講解每一個部分代表的是什么。

【學生練習】鈉原子、氧原子、鎂原子的原子結構示意圖。

【學生板演】原子結構示意圖。

【教師講評】與學生一起分析該學生寫的每一部分是否書寫正確，并進行鞏固。

【提問】如何表示離子的結構示意圖？

【預備知識講解】八電子穩定結構。

【講述】以氯化鈉的形成過程為例拓展離子化合物形成的本質，即電子轉移的相關知識。讓學生課后再結合書本思考氧化鎂形成過程的本質。（在講述過程中說明離子結構示意圖的書寫）

【得出規律】活潑金屬原子的最外層電子數較少（小于4），易失去電子，表現為正化合價。活潑非金屬原子的最外層電子數較多（大于4），易得到電子，表現為負化合價。

三、原子核的組成

師原子是由核外電子和原子核組成的，那原子核能否再分成更小的微粒呢？

生可以。原子核是由質子和中子構成的。

師大家課前預習工作做得很好。根據科學探究，絕大多數的原子核是由更小的質子和中子構成的。原子核位于原子的中心，核外電子圍繞原子核高速運動。而且質子、中子和電子的質量和所帶電荷也不相同。

【學生活動】觀察并描述表格中的數據，思考三種微粒的質量、電量有什么關系？

【師生合作】電量一個質子帶一個單位的正電荷，中子不帶電，一個電子帶一個單位的負電荷，原子核內的質子數與核外的電子數相等，所以原子顯電中性。

【問題解決】將有關原子的質子數和中子數之和填入教材表中，并與原子的相對原子質量作比較，你能得出什么結論？

【師生互動】學生回答某原子的相對原子質量≈該原子的質子數（Z）+中子數（N）。

師原子核內所有質子數與中子數的相對質量取整數，加起來得到的數值成為質量數。

【問題解決】如果用X表示元素符號，Z表示原子的質子數，A 表示原子的質量數，請用A、Z、X表示表中原子的組成。

師根據這樣的推理，我們來總結一下，在原子中，質子數 和電子數有什么關系？

生原子的質子數=核外電子數。

【知識拓展】陽離子或者陰離子的質子數跟核外電子數的關系。以氯離子和鈉離子進行分析，最后?學生自己歸納出結論。并強調在原子中，質子數等于核外電子數。在陰、陽離子中，這個關系就不成立。

【回顧總結】

今天我們了解了原子結構模型的演變，請大家再回憶一遍。核外電子是分層排布的，要學會寫原子結構示意圖。我們還從微觀的角度了解了原子核的構成，掌握了原子的質子數、中子數、質量數之間的相互關系。學會了用A、Z、X表示核素。我們知道原子核由質子和中子構成，那質子、中子、電子這些基本微粒還能再分解嗎？請同學們自己閱讀書本中的“拓展視野”，了解神奇的“夸克”。

【課堂練習】

1.氧原子的質量數為16，質子數為8，它的中子數是多少？

2.鈉原子的質量數為23，中子數為12，它的核外電子數是多少？

板書設計（略）。

編輯 任 壯

第四篇：《人類對原子結構的認識》教學反思

本課時教學內容較多，雖然使用了課件以增加課堂容量，但教學過程仍覺倉促，尚有意猶未盡之感。主要在于學生的活動不夠全面與充實，老師課堂講授的時間較多，從表面上看學生活動與探究的時間與機會較少，未能很好地體現新課程之特征。如果再有半個課時的時間或者課堂教學內容稍少一些，那么在學生的活動與探究方面就會充分些，課堂教學形式也會更為活躍，從表面上看，就可能更符合人們對新課程的直觀印象。

在教學內容與形式的處理上，如果事先印發預習提綱給學生，讓學生在課前加以充分預習與探討，老師在課堂上再以一定的形式和問題與學生進行對話與交流，這樣學生活動表現的時間與機會就相對會多些，美其名曰“充分調動學生自主學習與活動探究”。但這樣的教學，增加了學生課余的學習壓力，增加了課后負擔，同時降低了課堂45分鐘的效率，本質上來說只不過是把本應在課堂上完成的學習任務轉移到課余而以，而且這種教學需要學生具有扎實的學習基礎和良好、自覺的學習態度與習慣，同時要有較為充裕的課余時間保證。而這些，我們的學生目前尚無法具備。

另外，教材中尚有一些欄目不知該如何處理更為合適。比如：“調查與研究”“查閱資料”等欄目，我們該在什么時間以什么樣的方式讓學生去找誰調查與研究呢？我們又該在什么時間讓學生去查閱資料昵？就算圖書館等外界條件已具備，在目前的條件下，我們的學生有那么多的課余時間嗎？雖說教學無定法，但如何才是最好，尚需我們探索、探索、再探索。

第五篇：【化學】1.3.1《人類對原子結構的認識》教案(蘇教版必修1)

第3單元

人類對原子結構的認識 第1課時

原子結構模型的演變

一、學習目標

1.通過原子結構模型演變的學習，了解原子結構模型演變的歷史，了解科學家探索原子結構的艱難過程。認識實驗、假說、模型等科學方法對化學研究的作用。體驗科學實驗、科學思維對創造性工作的重要作用。

2.了解鈉、鎂、氯等常見元素原子的核外電子排布情況，知道它們在化學反應過程中通過得失電子使最外層達到8電子穩定結構的事實。通過氧化鎂的形成了解鎂與氧氣反應的本質。了解化合價與最外層電子的關系。

3.知道化學科學的主要研究對象，了解化學學科發展的趨勢。

二、重點、難點

重點：原子結構模型的發展演變

鎂和氧氣發生化學反應的本質

難點：鎂和氧氣發生化學的本質

三、設計思路

本課設計先讓學生描繪自己的原子結構模型，繼而追隨科學家的腳步，通過交流討論，逐步探討各種原子結構模型存在的問題，并提出改進意見，讓學生主動參與人類探索原子結構的基本歷程，同時也可體會科學探索過程的艱難曲折。通過鎂和氧氣形成氧化鎂的微觀本質的揭示，初步認識化學家眼中的微觀物質世界。

四、教學過程

[導入] 觀看視頻：掃描隧道顯微鏡下的一粒沙子。今天我們還將進入更加微觀的層次，了解人類對于原子結構的認識。你認為我們可以通過什么樣的方法去認識原子的內部結構呢？

直接法和間接法，直接法努力的方向是觀察技術的提高和觀察工具的改進，而間接法則依賴精巧的實驗和大膽的假設。事實上直到今天即使借助掃描隧道顯微鏡也無法觀察到原子的內部結構，所以在人們認識原子結構的過程中，實驗和

假設以及模型起了很大的作用。

一、中國古代物質觀

[提出問題]我們通常接觸的物體，總是可以被分割的（折斷粉筆）。但是我們能不能無限地這樣分割下去呢？

[介紹]《中庸》提出：“語小，天下莫能破焉”。惠施的人也說道“其小無內，謂之小一”。墨家則提出：“端，體之無序最前者也。”

在英文里，如今被譯成“原子”的Atom一詞，源于希臘語，它的字面上的意思是indivisible“不可分割”。第一個把Atom介紹到我國的是嚴復翻譯的《穆勒名學》，他將其譯為“莫破”。

二、西方原子鼻祖

[介紹]德謨克利特認為就像用一塊塊磚頭砌墻一樣，物質是由不可分割的原子構成。

道爾頓在《化學哲學的新體系》一書中指出：“化學的分解和化合所能做到的，充其量只是使原子彼此分離和再結合起來。正如我們不可在太陽系中放進一顆新的行星或消滅一顆現存的行星一樣，我們不可能創造出或消滅一個氫原子。”這種觀點換作現在更有趣的說法，在化學反應中原子既不會產生，也不會被消滅，他們只是被分開，再重新組合，你鼻尖上的某個碳原子可能正是億萬年前恐龍尾巴上的呢。書中他系統地闡述了其原子學說。

道爾頓的原子學說是建立在大量實驗事實基礎上的，成功地解釋了化學定律。當然我們現在知道受當時的科學發展水平限制，這個理論仍有一些不完善的地方。

三、湯姆生模型

[介紹]到了19世紀末，由于電的發現，化學家們有條件去研究物質在通電條件下的性質了。他們發現將一些氣體裝在密封的玻璃管中，再抽氣使之比較稀薄，然后通上高壓電，會有一束射線從玻璃管的陰極通過氣體到達陽極，人們稱之為陰極射線。這種射線是什么呢？英國科學家湯姆生做了一系列實驗：他發現在電場或磁場的作用下該射線會發生偏轉（這就是現在我們家里電視機中的電子管的工作原理）；他通過研究電場和磁場對該射線的作用，發現這種射線帶負電，并測出了其電荷與質量之比，這個比值很大；Thomson又使用了不同的電極材料、在玻璃管中充入不同的氣體，發現所得射線的電荷與質量之比都一樣。

[提出問題]這些電子是那兒來的呢？為什么不管什么電極材料、什么氣體所得到的射線都一樣呢？其電荷與質量之比很大又說明什么？

這樣湯姆生提出了葡萄干面包模型，面包代表均勻分布的正電荷，電子則像葡萄干一樣嵌于其中。

四、盧瑟福模型

[介紹]幾乎是在湯姆生實驗的同時，居里夫人以及英國科學家盧瑟福等人開始了對放射現象的研究。這其中對原子結構的認識貢獻最大的是盧瑟福的α粒子散射實驗。α粒子帶兩個單位正電荷，相對質量為4（現在我們知道它是氦原子核）。盧瑟福將一束α粒子射向一張非常薄的金箔，又將涂有硫化鋅的屏幕放在其周圍，α粒子撞在屏幕會產生熒光，通過觀察各個方向的熒光，盧瑟福發現大多數α粒子穿過了金箔，方向幾乎沒有任何變化；但有一些α粒子在穿過后方向發生了偏轉，還有大約0.1％的α粒子甚至以不同角度被彈向金箔的前面。

[提出問題]如果按照湯姆生的葡萄干面包模型，會這樣嗎？那該如何解釋實驗現象呢？1.為什么會被彈回來？應該是由于同種電荷間的斥力。2.為什么只有0.1%？只有少數α粒子靠近了正電荷，也就是說原子內的正電荷不可能均勻分布，它占據的空間必然很小，原子應該有一個帶正電的核。3.α粒子被彈回來了，核卻沒有被彈出，可見金原子的原子核的質量一定很大。

盧瑟福的結論：原子內大部分是空的，所以大多數α粒子得以穿過金箔。原子所有的正電荷和幾乎全部質量集中在一個很小的區域，即原子核。

盧瑟福的原子模型很像行星圍繞著太陽，因此當時年僅27歲的盧瑟福就和他的行星模型一起載入了化學史。

五、波爾模型

[介紹]根據經典的電磁場理論，電子繞核運動時會不斷產生電磁波，從而輻射出能量，離核越來越近，最終落在原子核上。行星模型不能穩定存在？

波爾研究了氫原子的光譜，看著這些不連續的譜線，也就是特定的能量，他受到啟發，意識到這是由電子的運動產生的，電子遠離或者靠近原子核時應該是跳躍式變化，也就是說，電子只能在一些特定的不連續的軌道上運動。舉個例子，你從樓梯上扔硬幣，它只能落在某個臺階上，而不會停留在兩個臺階之間。

波爾認為在能量最低的軌道，電子運動可以看成是在“平地”上的狀態，這時不會釋放能量。一旦電子獲得了特定的能量，它就獲得了動力，向上“攀登”一個或幾個臺階，到達一個新的軌道。當然，如果沒有了能量的補充，它又將從那個能量較高的軌道上掉落下來，回到較低的軌道上。同時釋放出相應能量，對應于其光譜線。而從第二個臺階下來，或者從第三個臺階下來放出的能量不同，也就對應著一根根不同的譜線。波爾將量子理論引入原子結構，掃清了原子穩定性的問題。

六、結構決定性質

[提出問題]研究原子結構是為了更好地理解元素的性質，解釋化學反應的原理。比如說，鈉能與氯氣劇烈反應，生成白色的氯化鈉顆粒。為什么鈉能在氯氣中燃燒？該如何解釋該反應的原理呢？我們首先從微觀的角度來看這個反應。這個反應是如何進行的呢？每個鈉原子一共有多少電子？為什么每個鈉原子失去一個電子？每個氯原子一共有多少電子？為什么每個氯原子得到一個電子？（核外電子分層排布）（8電子穩定結構）元素的化合價和什么有關？現在我們知道了化學反應中元素化合價的變化與電子轉移有關。大家有沒有注意原子得失電子后體積的變化？原子得電子變為陰離子后體積變大，原子失電子變成陽離子后體積變小。為什么參加反應的鈉原子和氯原子個數比是1∶1？

那么，如何解釋鎂和氧氣的反應呢？鎂與氯氣反應，生成的產物氯化鎂化學式應該是怎樣的？為什么是1∶2？

七、神秘的夸克

[介紹]其實，人類對于原子結構的認識仍在發展。后來，又有科學家提出電子等微觀粒子就像光一樣，既是一種粒子，又有波的性質，電子等微觀粒子具有波粒二象性，電子在核外運動像是一團帶負電的云霧。

而原子核內的質子和中子又分別由夸克構成。可夸克和電子就是基本粒子嗎？它們會不會也是由其它更基本的粒子組成呢？

為進一步探求原子的內部結構，現在的科學家們又在使用著什么樣的手段呢？由于我們仍然無法直接觀察，那就只能通過“打靶”、“轟擊”來改變對象的狀態，再分析改變后的結果，以了解其更微觀的結構。其實原理仍然類似于盧瑟福的α粒子轟擊原子的實驗，只不過盧瑟福實驗用的粒子源是天然射線。而要想

更深入地進行研究，就需要速度更快、能量更高和束流更強的粒子，更快、更高、更強。怎樣才能獲得這樣的粒子呢？我們的旅程到底有沒有盡頭呢？